超聲清洗

超聲清洗

超聲清洗是利用超音波在液體中的空化作用、加速作用及直進流作用對液體和污物直接、間接作用,使污物層被分散、乳化、剝離而達到清洗目的。所有的超聲清洗機中,空化作用和直進流作用套用得更多。 超音波由於頻率高、波長短,因而傳播的方向性好、穿透能力強,這也就是為什麼設計製作超音波清洗機的原因。 超聲清洗屬於物理清洗,其本身為綠色清洗,若在清洗液中添加適合的清洗劑則屬組合清洗,更具有明顯的清洗效果。

基本信息

簡介

超聲清洗是利用超音波在液體中的空化作用、加速度作用及直進流作用對液體和污物直接、間接的作用,使污物層被分散、乳化、剝離而達到清洗目的。所有的超聲清洗機中,空化作用和直進流作用套用得更多。

超聲清洗屬於物理清洗,其本身為綠色清洗,若在清洗液中添加適合的清洗劑則屬組合清洗,更具有明顯的清洗效果。超聲清洗與現代科技發展及先進制造工藝密切相關,是功率超聲中詳細套用最為廣泛的領域之一。

原理

超音波清洗的物理機制主要是超音波空化,空化作用非常容易在團體與液體交界處產生,因而對於浸入超聲作用下液體中的物體,具有超乎尋常的清洗作用,另外,由於超音波具有很強的穿透固體的作用、可以穿透到被清洗物,另一側表面,以及所有浸入介質中的內腔,盲孔、狹縫,將清洗物體表面附著的污垢剝落,達到完美的清洗效果。

超音波同時還有乳化、中和作用,能更有效防止被清洗掉的油污重新附著在清洗物件上。所以這種空化作用對浸入超音波作用下的液體中物體內表面(如管件、箱體件)均能清洗。這是超音波清洗優於其他清洗手段的重要方面。

所用的超音波清洗機中,空化作用和直進流作用套用得更多。超音波清洗是一項物理清洗技術,能強力分離蔬菜水果表面的殘留農藥,殺死表面細菌病毒。

超音波由於頻率高、波長短,因而傳播的方向性好、穿透能力強,這也就是為什麼設計製作超音波清洗機的原因。

影響因素

清洗介質

採用超音波清洗,一般有兩類清洗劑即化學溶劑和水。清洗介質的化學作用可以加速超音波清洗效果,超音波清洗是物理作用,兩種作用相結合,依對物件進行充分、徹底的清洗。

功率密度

超音波的功率密度越高,空化效果越強,速度越快,清洗效果越好,但對於精密的表面光潔度甚高的物件,採用長時間的高功率密度清洗會對物件表面產生空化、腐蝕。

超聲頻率

超音波頻率越低,在液體中產生的空化越容易,產生的力度大,作用也越強,適用於工件粗、髒、初洗,頻率高則超音波方向性強,適合於精細的物件清洗。

清洗高溫

超音波在50°C~60°C時的空化效果最好,清洗劑也不是溫度越高,作用越顯著,有可能會高溫失效,通常超音波在超過85°C時,清洗效果已變差。所以實際套用超音波清洗時,採用50°C~70°C的工作溫度。

效果

•吹式清洗:剩餘殘留物86%

•浸潤式清洗:剩餘殘留物70%

•蒸氣式清洗:剩餘殘留物65%

•刷子式清洗:剩餘殘留物8%

•超音波清洗:剩餘殘留物0-0.5%

特點

速度快、質量高、易於自動化控制;

不受清洗件表面複雜形狀的限制;

某些場合可以用水劑代替油或有機浴液進行清洗。對於需要用酸或鹼清洗的某些零部件,用超音波清洗可以降低酸鹼的濃度,因而能減少污染 ,降低成本和改善勞動條件;

在另一些難於清洗 且有損人體健康的場合,如核工業及醫療中的放射性污族物的清洗,也可以用超聲完成。可以有效地降低污染,減少有毒溶劑對操作人員的損害;

超聲清洗對超聲反射強度大的材料,清洗效果好,而對超音波吸收較大的材料則清洗效果較差;

超音波清洗的成本較低。

套用

高頻超音波清洗

矽片表面小至零點幾微米的超微污物粒子,常規的超音波清洗器無法清洗,即使增加功率密度也無濟於事。一種兆赫茲級的高頻超聲清洗技術,由於頻率高,空化效應已不起作用,因此清洗的關鍵不是氣泡,是高頻壓力波的擦洗作用,對污物的去除率接近百分之百。

聚焦式清洗

對於像紡織行業的噴絲板、過濾器之類微孔物件的清洗,常規的超聲清洗效果十分不理想,聲強達不到要求,而採用機械掃描聚焦式超聲清洗,噴絲板微孔中的污物脫離則十分明顯。聚焦式清洗要求達到高的聲強。

多頻清洗

在一隻清洗槽中,安裝有兩種或三種以上不同頻率的換能器,由多隻發生器分別推動各自頻率的換能器。清洗器工作頻率高時,在液體中空化強度低而空化密度大,而工作頻率低時則相反。低頻超音波的強度高,對物體表面清洗有利,高頻超音波空化密度高,衝擊波能穿達凹槽、細縫、深孔等細微結構。同時缸中有多種頻率的超音波,也克服了單頻清洗駐波場造成的清洗不均勻問題。

掃描和調頻清洗

掃頻和跳頻清洗都是為了改善超音波清洗槽中的聲場結構。掃頻解決了槽中的不均勻駐波場,使清洗均勻。跳頻和多頻兼顧到高低頻清洗,不同的是跳頻用的是一個超音波換能器和一個超音波發生器,其超音波換能器本身有兩個諧振頻率,在第一諧振點頻寬內作連續的頻率變化,然後跳到另一頻寬內進行掃頻清洗,是高低頻交替進行清洗。

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